JP2001330775A - ズームレンズ及びそれを用いた投影装置 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを用いた投影装置Info
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- JP2001330775A JP2001330775A JP2000150451A JP2000150451A JP2001330775A JP 2001330775 A JP2001330775 A JP 2001330775A JP 2000150451 A JP2000150451 A JP 2000150451A JP 2000150451 A JP2000150451 A JP 2000150451A JP 2001330775 A JP2001330775 A JP 2001330775A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示素子当で表示された画像情報をスク
リーン面上に高い光学性能を維持しつつ、投影すること
ができるズームレンズ及びそれを用いた投影光学系を得
ること。 【解決手段】 距離が長い方の共役点を第１共役点とし
たとき、該第１共役点側から順に、負の屈折力の第１レ
ンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３
レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第
５レンズ群を有し、広角端のズーム位置から望遠端のズ
ーム位置への変倍に際して、２以上のレンズ群を動か
し、該第１レンズ群と第５レンズ群は、変倍中固定であ
り、距離が短い方の共役点を第２共役点としたとき、第
２共役点側のレンズ面から射出瞳位置までの距離のうち
変倍中、絶対値で最も短いと距離とｔｋ、全系の広角端
の焦点距離をｆｗとしたとき、 ｜ｔｋ｜／ｆｗ＞１．５ を満足することを特徴とするズームレンズ。
リーン面上に高い光学性能を維持しつつ、投影すること
ができるズームレンズ及びそれを用いた投影光学系を得
ること。 【解決手段】 距離が長い方の共役点を第１共役点とし
たとき、該第１共役点側から順に、負の屈折力の第１レ
ンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３
レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第
５レンズ群を有し、広角端のズーム位置から望遠端のズ
ーム位置への変倍に際して、２以上のレンズ群を動か
し、該第１レンズ群と第５レンズ群は、変倍中固定であ
り、距離が短い方の共役点を第２共役点としたとき、第
２共役点側のレンズ面から射出瞳位置までの距離のうち
変倍中、絶対値で最も短いと距離とｔｋ、全系の広角端
の焦点距離をｆｗとしたとき、 ｜ｔｋ｜／ｆｗ＞１．５ を満足することを特徴とするズームレンズ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズ及び
それを用いた投影装置に関し、例えば表示体の画像を固
定した有限距離にて、該画像をスクリーンに拡大投射す
るプロジェクション装置に好適なものであり、特に表示
体に各色光毎に複数の液晶等を用い、各色光を色合成し
た後に、１本の投射レンズを介してスクリーン上に高精
細な画像投射を行うのに好適な簡易な構成で小型なテレ
セントリック性能を有したズームレンズ及びそれを用い
た投影装置に関するものである。
それを用いた投影装置に関し、例えば表示体の画像を固
定した有限距離にて、該画像をスクリーンに拡大投射す
るプロジェクション装置に好適なものであり、特に表示
体に各色光毎に複数の液晶等を用い、各色光を色合成し
た後に、１本の投射レンズを介してスクリーン上に高精
細な画像投射を行うのに好適な簡易な構成で小型なテレ
セントリック性能を有したズームレンズ及びそれを用い
た投影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負の屈折力のレンズ群が先行するネガテ
ィブリード型のズームレンズは比較的広画角化が容易
で、かつ近接撮影距離での性能が維持できる等の特長を
有しているが、反面、変倍の為の移動量が増大し、又高
変倍化が難しく、また倍率色収差の変動が大きい等の欠
点を有している。
ィブリード型のズームレンズは比較的広画角化が容易
で、かつ近接撮影距離での性能が維持できる等の特長を
有しているが、反面、変倍の為の移動量が増大し、又高
変倍化が難しく、また倍率色収差の変動が大きい等の欠
点を有している。
【０００３】これらの欠点を改善し、レンズ系全体の小
型化及び高変倍化を図ったズームレンズが例えば特公昭
４９−２３９１２号公報、特開昭５３−３４５３９号公
報、特開昭５７−１６３２１３号公報、特開昭５８−４
１１３号公報、特開昭６３−２４１５１１号公報、そし
て特開平２−２０１３１０号公報等で提案されている。
型化及び高変倍化を図ったズームレンズが例えば特公昭
４９−２３９１２号公報、特開昭５３−３４５３９号公
報、特開昭５７−１６３２１３号公報、特開昭５８−４
１１３号公報、特開昭６３−２４１５１１号公報、そし
て特開平２−２０１３１０号公報等で提案されている。
【０００４】これらの各公報ではズームレンズを物体側
より順に負、正、負、そして正の屈折力のレンズ群の全
体として４つのレンズ群より構成し、このうち所定のレ
ンズ群を適切に移動させて変倍を行っている。
より順に負、正、負、そして正の屈折力のレンズ群の全
体として４つのレンズ群より構成し、このうち所定のレ
ンズ群を適切に移動させて変倍を行っている。
【０００５】また、液晶プロジェクション用のズームレ
ンズとして、本出願人は特願平９−２７２２４５号にお
いて、負、正、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成
る４群タイプのテレセントリックなズームレンズを提案
している。そこでは、各レンズ群の働きは広角端から望
遠端への変倍に関して第１〜３レンズ群は大きな共役
（物体）側へ、また第４レンズ群は小さな共役（像面）
側に移動することを特徴としており、ＸＧＡパネルに対
応する歪曲／色収差を良好に補正したテレセントリック
なズームレンズを提案している。
ンズとして、本出願人は特願平９−２７２２４５号にお
いて、負、正、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成
る４群タイプのテレセントリックなズームレンズを提案
している。そこでは、各レンズ群の働きは広角端から望
遠端への変倍に関して第１〜３レンズ群は大きな共役
（物体）側へ、また第４レンズ群は小さな共役（像面）
側に移動することを特徴としており、ＸＧＡパネルに対
応する歪曲／色収差を良好に補正したテレセントリック
なズームレンズを提案している。
【０００６】また、本出願人は特開平１１―１９０８２
１号公報で距離の長い共役点側より順に負の屈折力の第
１群、正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の
屈折力の第４群、そして正の屈折力の第５群を有し、該
第２群と第４群を距離の長い共役点側へ移動させて広角
端から望遠端への変倍を行い、距離の短い共役点側が略
テレセントリックとなっているズームレンズを提案して
いる。
１号公報で距離の長い共役点側より順に負の屈折力の第
１群、正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の
屈折力の第４群、そして正の屈折力の第５群を有し、該
第２群と第４群を距離の長い共役点側へ移動させて広角
端から望遠端への変倍を行い、距離の短い共役点側が略
テレセントリックとなっているズームレンズを提案して
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光学系で表示画像をス
クリーンに拡大投射する際、特に液晶表示体を複数の色
光ごとに分けて用い、各色光を合成して１本の投射レン
ズにて投射する場合、以下の条件を満足することが必要
となる。 （ア−１）液晶の配光特性、または複数の色光を合成す
る時の色合成ダイクロイックミラーの角度依存の影響を
排除する為に、パネル側の瞳（射出瞳）が遠方にある所
謂テレセントリック光学系であること。 （ア−２）表示体と投射レンズの間に介在する色合成素
子のスペースを確保する為に、長いバックフォーカスを
必要とする。 （ア−３）通常、表示画像をスクリーン上に上方に投射
する為に、投射レンズの光軸に対し、表示体はその中心
位置がシフトした状態で用いられ、結果として前玉付近
は使用する有効領域が光軸対称ではなく、上方に偏り、
前玉径が大きくなるので改善手段が必要である。 （ア−４）複数の色光を合成するので投射レンズで発生
する倍率色収差を極力小さくしておく必要がある。
クリーンに拡大投射する際、特に液晶表示体を複数の色
光ごとに分けて用い、各色光を合成して１本の投射レン
ズにて投射する場合、以下の条件を満足することが必要
となる。 （ア−１）液晶の配光特性、または複数の色光を合成す
る時の色合成ダイクロイックミラーの角度依存の影響を
排除する為に、パネル側の瞳（射出瞳）が遠方にある所
謂テレセントリック光学系であること。 （ア−２）表示体と投射レンズの間に介在する色合成素
子のスペースを確保する為に、長いバックフォーカスを
必要とする。 （ア−３）通常、表示画像をスクリーン上に上方に投射
する為に、投射レンズの光軸に対し、表示体はその中心
位置がシフトした状態で用いられ、結果として前玉付近
は使用する有効領域が光軸対称ではなく、上方に偏り、
前玉径が大きくなるので改善手段が必要である。 （ア−４）複数の色光を合成するので投射レンズで発生
する倍率色収差を極力小さくしておく必要がある。
【０００８】一般に長いバックフォーカスを有するに
は、レンズ系全体をスクリーン側に負の屈折力のレンズ
群を、投影像原画側に正の屈折力のレンズ群を配置し
た、所謂レトロ型にする必要がある。
は、レンズ系全体をスクリーン側に負の屈折力のレンズ
群を、投影像原画側に正の屈折力のレンズ群を配置し
た、所謂レトロ型にする必要がある。
【０００９】しかしながらレトロ型にするとレンズ系が
非対称となってくるために諸収差の発生が多くなり、良
好なる光学性能を得るのが難しくなってくる。またレン
ズ枚数が増加し、レンズ系全体が複雑化及び大型化して
くるという問題点が生じてくる。また、投影レンズのテ
レセントリック性を良くしようとすると、レンズ系全体
が大型化してくるという問題が生じてくる。また、軸外
光束の入射高が高くなり、高次の収差が多く発生してく
るという問題点が生じてくる。
非対称となってくるために諸収差の発生が多くなり、良
好なる光学性能を得るのが難しくなってくる。またレン
ズ枚数が増加し、レンズ系全体が複雑化及び大型化して
くるという問題点が生じてくる。また、投影レンズのテ
レセントリック性を良くしようとすると、レンズ系全体
が大型化してくるという問題が生じてくる。また、軸外
光束の入射高が高くなり、高次の収差が多く発生してく
るという問題点が生じてくる。
【００１０】本発明は、小型で簡易な構成でありなが
ら、十分に倍率色収差を補正した、プロジェクション装
置に好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置の提
供を目的とする。
ら、十分に倍率色収差を補正した、プロジェクション装
置に好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置の提
供を目的とする。
【００１１】この他本発明は、全体として５つのレンズ
群より成り、またレンズ型としてネガティブリード型を
採用し、各レンズ群を適切に構成することにより、レン
ズ系全体の小型化を図りつつ、変倍範囲全体にわたりテ
レセントリック条件を良好に維持し、画面全体にわたり
良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適
なズームレンズ及びそれを用いた投影装置の提供を目的
とする。
群より成り、またレンズ型としてネガティブリード型を
採用し、各レンズ群を適切に構成することにより、レン
ズ系全体の小型化を図りつつ、変倍範囲全体にわたりテ
レセントリック条件を良好に維持し、画面全体にわたり
良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適
なズームレンズ及びそれを用いた投影装置の提供を目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは距離が長い方の共役点を第１共役点としたと
き、該第１共役点側から順に、負の屈折力の第１レンズ
群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レン
ズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レ
ンズ群を有し、広角端のズーム位置から望遠端のズーム
位置への変倍に際して、２以上のレンズ群を動かし、該
第１レンズ群と第５レンズ群は、変倍中固定であり、距
離が短い方の共役点を第２共役点としたとき、第２共役
点側のレンズ面から射出瞳位置までの距離のうち変倍
中、絶対値で最も短いと距離をｔｋ、全系の広角端の焦
点距離をｆｗとしたとき、 ｜ｔｋ｜／ｆｗ＞１．５ ・・・（１） を満足することを特徴としている。
レンズは距離が長い方の共役点を第１共役点としたと
き、該第１共役点側から順に、負の屈折力の第１レンズ
群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レン
ズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レ
ンズ群を有し、広角端のズーム位置から望遠端のズーム
位置への変倍に際して、２以上のレンズ群を動かし、該
第１レンズ群と第５レンズ群は、変倍中固定であり、距
離が短い方の共役点を第２共役点としたとき、第２共役
点側のレンズ面から射出瞳位置までの距離のうち変倍
中、絶対値で最も短いと距離をｔｋ、全系の広角端の焦
点距離をｆｗとしたとき、 ｜ｔｋ｜／ｆｗ＞１．５ ・・・（１） を満足することを特徴としている。
【００１３】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第１レンズ群は１以上の正レンズと１以上の負レン
ズを有することを特徴としている。
前記第１レンズ群は１以上の正レンズと１以上の負レン
ズを有することを特徴としている。
【００１４】請求項３の発明は請求項２の発明において
前記第４群は第１共役点側から順に負レンズと１以上の
正レンズを有し、該正レンズの材質のアッベ数をν４ｐ
とするとき ν４ｐ＞６０ ・・・（２） を満足することを特徴としている。
前記第４群は第１共役点側から順に負レンズと１以上の
正レンズを有し、該正レンズの材質のアッベ数をν４ｐ
とするとき ν４ｐ＞６０ ・・・（２） を満足することを特徴としている。
【００１５】請求項４の発明は請求項３の発明において
広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の
合成屈折力をφ３４ｗ、広角端における全系の屈折力を
φｗとしたとき ０＜φ３４ｗ／φｗ＜１．５ ・・・（３） を満足することを特徴としている。
広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の
合成屈折力をφ３４ｗ、広角端における全系の屈折力を
φｗとしたとき ０＜φ３４ｗ／φｗ＜１．５ ・・・（３） を満足することを特徴としている。
【００１６】請求項５の発明は請求項４の発明において
前記第２レンズ群は、１以上の正レンズと１以上の負レ
ンズで構成され、該正レンズのうち小さなアッベ数を持
つ正レンズの材質のアッベ数をν２ｐ、負レンズのうち
大きなアッベ数を持つ負レンズの材質のアッベ数をν２
ｎ、としたとき ν２ｐ−ν２ｎ＞８ ・・・（４） を満足することを特徴としている。
前記第２レンズ群は、１以上の正レンズと１以上の負レ
ンズで構成され、該正レンズのうち小さなアッベ数を持
つ正レンズの材質のアッベ数をν２ｐ、負レンズのうち
大きなアッベ数を持つ負レンズの材質のアッベ数をν２
ｎ、としたとき ν２ｐ−ν２ｎ＞８ ・・・（４） を満足することを特徴としている。
【００１７】請求項６の発明は１から５のいずれか１項
の発明において前記第３レンズ群は１以上の負レンズを
有し、該負レンズのうち最も小さいアッベ数を持つ負レ
ンズの材質のアッベ数をν３ｎとしたとき ν３ｎ＞３５ ・・・（５） を満足することを特徴としている。
の発明において前記第３レンズ群は１以上の負レンズを
有し、該負レンズのうち最も小さいアッベ数を持つ負レ
ンズの材質のアッベ数をν３ｎとしたとき ν３ｎ＞３５ ・・・（５） を満足することを特徴としている。
【００１８】請求項７の発明は請求項１から６のいずれ
か１項の発明においてバックフォーカスをｂｆ、全系の
広角端の焦点距離をｆｗとしたとき ０．９＜ｂｆ／ｆｗ ・・・（６） を満足することを特徴としている。
か１項の発明においてバックフォーカスをｂｆ、全系の
広角端の焦点距離をｆｗとしたとき ０．９＜ｂｆ／ｆｗ ・・・（６） を満足することを特徴としている。
【００１９】請求項８の発明は請求項１から７のいずれ
か１項の発明において前記第５レンズ群は１以上の正レ
ンズを有し、該正レンズのうちの１つの材質のアッベ数
をν５ｐとしたとき ν５ｐ＞３０・・・（７） を満足することを特徴としている。
か１項の発明において前記第５レンズ群は１以上の正レ
ンズを有し、該正レンズのうちの１つの材質のアッベ数
をν５ｐとしたとき ν５ｐ＞３０・・・（７） を満足することを特徴としている。
【００２０】請求項９の発明は１から８のいずれか１項
の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとした
とき １．１＜｜ｆｌ／ｆ２｜＜２．３ ・・・（８）
の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとした
とき １．１＜｜ｆｌ／ｆ２｜＜２．３ ・・・（８）
【００２１】
【数３】
【００２２】を満足することを特徴としている。
【００２３】請求項１０の発明は１から９のいずれか１
項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき １＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（１０） を満足することを特徴としている。
項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき １＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（１０） を満足することを特徴としている。
【００２４】請求項１１の発明は請求項１から１０のい
ずれか１項の発明において前記第２レンズ群の広角端と
望遠端の結像倍率をβ２ｗ、β２ｔ、変倍に伴う第２レ
ンズ群と第４レンズ群の移動量を各々Ｍ２，Ｍ４、全系
の広角端と望遠端の焦点距離をｆｗ，ｆｔとし Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ とおいたとき ０．８＜Ｚ２／Ｚ＜１．１ ・・・（１１） １．０＜｜Ｍ２／Ｍ４｜＜１１．０ ・・・（１２） ０．４＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．３ ・・・（１３） を満足することを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記第２レンズ群の広角端と
望遠端の結像倍率をβ２ｗ、β２ｔ、変倍に伴う第２レ
ンズ群と第４レンズ群の移動量を各々Ｍ２，Ｍ４、全系
の広角端と望遠端の焦点距離をｆｗ，ｆｔとし Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ とおいたとき ０．８＜Ｚ２／Ｚ＜１．１ ・・・（１１） １．０＜｜Ｍ２／Ｍ４｜＜１１．０ ・・・（１２） ０．４＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．３ ・・・（１３） を満足することを特徴としている。
【００２５】請求項１２の発明は請求項１から１１のい
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉとしたとき −０．９＜ｆ２／ｆ４＜−０．０１ ・・・（１４） を満足することを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉとしたとき −０．９＜ｆ２／ｆ４＜−０．０１ ・・・（１４） を満足することを特徴としている。
【００２６】請求項１３の発明は請求項１から１２のい
ずれか１項の発明においてバックフォーカスをｂｆ、前
記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．３＜ｂｆ／ｆ５＜２．５ ・・・（１５） ０．９＜ｌｆｌｌ／ｂｆ＜１．６ ・・・（１６） を満足することを特徴としている。
ずれか１項の発明においてバックフォーカスをｂｆ、前
記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．３＜ｂｆ／ｆ５＜２．５ ・・・（１５） ０．９＜ｌｆｌｌ／ｂｆ＜１．６ ・・・（１６） を満足することを特徴としている。
【００２７】請求項１４の発明は請求項１から１３のい
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉ、全系の広角端の焦点距離をｆｗとするとき ０．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．５ ・・・（１７） を満足することを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉ、全系の広角端の焦点距離をｆｗとするとき ０．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．５ ・・・（１７） を満足することを特徴としている。
【００２８】請求項１５の発明は請求項１から１４のい
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉ、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、
ｆｔとしたとき
ずれか１項の発明において前記第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉ、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、
ｆｔとしたとき
【００２９】
【数４】
【００３０】を満足することを特徴としている。
【００３１】請求項１６の投影装置は請求項１から１５
のいずれか１項のズームレンズを用いて投影像原画をス
クリーン面上に投影していることを特徴としている。
のいずれか１項のズームレンズを用いて投影像原画をス
クリーン面上に投影していることを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１、図２、図３は本発明のズー
ムレンズの数値実施例１の広角端のレンズ断面図、広角
端の収差図、望遠端の収差図である。
ムレンズの数値実施例１の広角端のレンズ断面図、広角
端の収差図、望遠端の収差図である。
【００３３】図４、図５、図６は本発明のズームレンズ
の数値実施例２の広角端のレンズ断面図、広角端の収差
図、望遠端の収差図である。
の数値実施例２の広角端のレンズ断面図、広角端の収差
図、望遠端の収差図である。
【００３４】図７、図８、図９は本発明のズームレンズ
の数値実施例３の広角端のレンズ断面図、広角端の収差
図、望遠端の収差図である。
の数値実施例３の広角端のレンズ断面図、広角端の収差
図、望遠端の収差図である。
【００３５】レンズ断面図において、ＰＬはズームレン
ズである。Ｌ１は負の屈折力の第１群（第１レンズ
群）、Ｌ２は正の屈折力の第２群（第２レンズ群）、Ｌ
３は負の屈折力の第３群（第３レンズ群）、Ｌ４は負の
屈折力の第４群（第４レンズ群）、Ｌ５は正の屈折力の
第５群（第５レンズ群）である。
ズである。Ｌ１は負の屈折力の第１群（第１レンズ
群）、Ｌ２は正の屈折力の第２群（第２レンズ群）、Ｌ
３は負の屈折力の第３群（第３レンズ群）、Ｌ４は負の
屈折力の第４群（第４レンズ群）、Ｌ５は正の屈折力の
第５群（第５レンズ群）である。
【００３６】Ｓはスクリーン面（投影面）、ＬＣＤは液
晶パネル（液晶表示素子）等の原画像（被投影面）であ
る。スクリーン面Ｓと原画像ＬＣＤとは共役関係にあ
り、一般にはスクリーン面Ｓは距離の長い方の共役点
（第１共役点）に、原画像ＬＣＤは距離の短い方の共役
点（第２共役点）に相当している。
晶パネル（液晶表示素子）等の原画像（被投影面）であ
る。スクリーン面Ｓと原画像ＬＣＤとは共役関係にあ
り、一般にはスクリーン面Ｓは距離の長い方の共役点
（第１共役点）に、原画像ＬＣＤは距離の短い方の共役
点（第２共役点）に相当している。
【００３７】ＧＢは色合成プリズムや偏光フィルター、
そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。
そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。
【００３８】ズームレンズＰＬは接続部材（不図示）を
介して液晶ビデオプロジェクター本体に含まれている。
介して液晶ビデオプロジェクター本体に含まれている。
【００３９】本実施形態では広角端から望遠端への変倍
（ズーミング）に際して矢印のように第２群Ｌ２及び第
４群Ｌ４を移動させている。
（ズーミング）に際して矢印のように第２群Ｌ２及び第
４群Ｌ４を移動させている。
【００４０】又、図１、図４の実施例では第３群も矢印
の如く移動させている。第１群と第５群は変倍に際して
固定である。
の如く移動させている。第１群と第５群は変倍に際して
固定である。
【００４１】本実施形態のズームレンズＰＬは表示面の
画像を、スクリーンに拡大投射する略テレセントリック
なレンズ系より成っている。本実施形態では第１群を光
軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカ
スは第３群または第５群または全体を移動させて行って
も良い。又、表示パネルを移動させて行っても良い。
画像を、スクリーンに拡大投射する略テレセントリック
なレンズ系より成っている。本実施形態では第１群を光
軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカ
スは第３群または第５群または全体を移動させて行って
も良い。又、表示パネルを移動させて行っても良い。
【００４２】本発明の投影装置は、ＬＣＤの原画をズー
ムレンズＰＬを用いて投影像原画をスクリーン面上に投
影している。
ムレンズＰＬを用いて投影像原画をスクリーン面上に投
影している。
【００４３】（注：以下の説明は、プロジェクターとし
ての使い方とは逆の縮小系として展開している。しかし
ながら光学的には光線は可逆的であるために、評価して
いる場所が違うだけで問題はない） 表示パネルである液晶の配光特性、または複数の色光を
合成する時の色合成ダイクロイックミラー膜の角度依存
の影響を排除する為に、パネル側の瞳（射出瞳）が遠方
にある所謂テレセントリック光学系であることが効率の
良い照明手段としてのりンズに有効である。特に表示パ
ネル側（縮小側）のレンズの瞳（射出瞳）が遠方にある
こと必要である。具体的にはその角度依存性を排するた
めには条件式（１）を満たしていれば好ましい。
ての使い方とは逆の縮小系として展開している。しかし
ながら光学的には光線は可逆的であるために、評価して
いる場所が違うだけで問題はない） 表示パネルである液晶の配光特性、または複数の色光を
合成する時の色合成ダイクロイックミラー膜の角度依存
の影響を排除する為に、パネル側の瞳（射出瞳）が遠方
にある所謂テレセントリック光学系であることが効率の
良い照明手段としてのりンズに有効である。特に表示パ
ネル側（縮小側）のレンズの瞳（射出瞳）が遠方にある
こと必要である。具体的にはその角度依存性を排するた
めには条件式（１）を満たしていれば好ましい。
【００４４】この際このレンズ系の瞳（絞り）は第２レ
ンズ群近傍にあるのが好ましく、具体的には第２レンズ
群の最もスクリーン側の面、あるいはパネル側の面に一
致させるのがよく、特に複数のレンズにて第２レンズ群
を構成するときはレンズ群の内部にあってもよい。
ンズ群近傍にあるのが好ましく、具体的には第２レンズ
群の最もスクリーン側の面、あるいはパネル側の面に一
致させるのがよく、特に複数のレンズにて第２レンズ群
を構成するときはレンズ群の内部にあってもよい。
【００４５】また、第５レンズ群を構成するレンズは正
の両凸レンズを有することが射出瞳を所望の長さにする
のに好ましい。
の両凸レンズを有することが射出瞳を所望の長さにする
のに好ましい。
【００４６】カラー液晶プロジェクションＴＶ用の投射
レンズとして用いるレンズには、ダイクロイックミラー
等を配置する必要上から長いバックフォーカスが必要で
あるが、本発明では非常に短い投射距離を達成する為に
投射レンズ全系の屈折力を強くする必要があり、この両
方の条件を達成するには条件式（１）を満足するように
している。
レンズとして用いるレンズには、ダイクロイックミラー
等を配置する必要上から長いバックフォーカスが必要で
あるが、本発明では非常に短い投射距離を達成する為に
投射レンズ全系の屈折力を強くする必要があり、この両
方の条件を達成するには条件式（１）を満足するように
している。
【００４７】条件式（１）を外れると所定の長さのバッ
クフォーカスを確保つつ投射距離を短くするのが難しく
なってくる。
クフォーカスを確保つつ投射距離を短くするのが難しく
なってくる。
【００４８】尚、本発明において更に全変倍範囲に渡り
収差変動が少なく、画面全体に渡り高い光学性能を得る
には、次の条件のうち少なくとも１つを満足させるのが
良い。 （イ−１）前記第１レンズ群は１以上の正レンズと１以
上の負レンズを有することを特徴とすることである。 （イ−２）前記第４群は第１共役点側から順に負レンズ
と１以上の正レンズを有し、該正レンズの材質のアッベ
数をν４ｐとするとき ν４ｐ＞６０ ・・・（２） を満足することを特徴としている。
収差変動が少なく、画面全体に渡り高い光学性能を得る
には、次の条件のうち少なくとも１つを満足させるのが
良い。 （イ−１）前記第１レンズ群は１以上の正レンズと１以
上の負レンズを有することを特徴とすることである。 （イ−２）前記第４群は第１共役点側から順に負レンズ
と１以上の正レンズを有し、該正レンズの材質のアッベ
数をν４ｐとするとき ν４ｐ＞６０ ・・・（２） を満足することを特徴としている。
【００４９】条件式（２）は、第２群に次ぐ変倍群であ
り軸上光線高が高く軸外光線高も軸上光線程ではない
が、ある程度の高さを持つ第４群おいて、軸上色収差・
倍率色収差の発生を少なくする為の条件式である。この
範囲を逸脱すると第４レンズ群で発生する倍率色収差が
大きくなり第１レンズ群・第２レンズ群・第３レンズ群
の変倍系で更に増幅され、ズーム変動が大きくなるため
に、高倍化・高度な色収差補正ができなくなる。また、
第４群中の負レンズが１枚のときは、前記負レンズの材
質のアッベ数をν４ｎとすると、以下の式を満足するこ
とが望ましい。
り軸上光線高が高く軸外光線高も軸上光線程ではない
が、ある程度の高さを持つ第４群おいて、軸上色収差・
倍率色収差の発生を少なくする為の条件式である。この
範囲を逸脱すると第４レンズ群で発生する倍率色収差が
大きくなり第１レンズ群・第２レンズ群・第３レンズ群
の変倍系で更に増幅され、ズーム変動が大きくなるため
に、高倍化・高度な色収差補正ができなくなる。また、
第４群中の負レンズが１枚のときは、前記負レンズの材
質のアッベ数をν４ｎとすると、以下の式を満足するこ
とが望ましい。
【００５０】ν４ｎ＜５０ ・・・（２ａ） （イ−３）広角端における前記第３レンズ群と前記第４
レンズ群の合成屈折力をφ３４ｗ、広角端における全系
の屈折力をφｗとしたとき ０＜φ３４ｗ／φｗ＜１．５ ・・・（３） を満足することを特徴とすることである。
レンズ群の合成屈折力をφ３４ｗ、広角端における全系
の屈折力をφｗとしたとき ０＜φ３４ｗ／φｗ＜１．５ ・・・（３） を満足することを特徴とすることである。
【００５１】条件式（３）は、第３レンズ群と第４レン
ズ群との合成焦点距離を規定するものである。この条件
式（３）の下限を超えるとズーミングによる移動量が大
きくなり、全系の小型化に望ましくない。また条件式
（３）の上限を超えると像面湾曲の収差補正が困難にな
り望ましくない。 （イ−４）前記第２レンズ群は、１以上の正レンズと１
以上の負レンズで構成され、該正レンズのうち小さなア
ッベ数を持つ正レンズの材質のアッベ数をν２ｐ、負レ
ンズのうち大きなアッベ数を持つ負レンズの材質のアッ
ベ数をν２ｎ、としたとき ν２ｐ−ν２ｎ＞８ ・・・（４） を満足することを特徴とすることである。
ズ群との合成焦点距離を規定するものである。この条件
式（３）の下限を超えるとズーミングによる移動量が大
きくなり、全系の小型化に望ましくない。また条件式
（３）の上限を超えると像面湾曲の収差補正が困難にな
り望ましくない。 （イ−４）前記第２レンズ群は、１以上の正レンズと１
以上の負レンズで構成され、該正レンズのうち小さなア
ッベ数を持つ正レンズの材質のアッベ数をν２ｐ、負レ
ンズのうち大きなアッベ数を持つ負レンズの材質のアッ
ベ数をν２ｎ、としたとき ν２ｐ−ν２ｎ＞８ ・・・（４） を満足することを特徴とすることである。
【００５２】条件式（４）は主変倍系である第２レンズ
群で発生する色収差を抑えるだけでなく、補正しきれず
残っている第１レンズ群で発生した倍率色収差をキャン
セルする方向に働く。この際このレンズ系の瞳（絞り）
は第２レンズ群近傍にあるのがこの好ましく、具体的に
は第２レンズ群の最もスクリーン側の面、あるいはパネ
ル側の面に一致させるのがよく、特に複数のレンズにて
第２レンズ群を構成するときはレンズ群の内部にあって
もよい。そうしておくことにより第１レンズ群、第２レ
ンズ群において軸外光の通る位置が光軸からさほど離れ
ず倍率色収差の発生にも有効である。更に第１レンズ群
の有効径も小さくでき小型で簡易な構成のズームレンズ
を達成できる。
群で発生する色収差を抑えるだけでなく、補正しきれず
残っている第１レンズ群で発生した倍率色収差をキャン
セルする方向に働く。この際このレンズ系の瞳（絞り）
は第２レンズ群近傍にあるのがこの好ましく、具体的に
は第２レンズ群の最もスクリーン側の面、あるいはパネ
ル側の面に一致させるのがよく、特に複数のレンズにて
第２レンズ群を構成するときはレンズ群の内部にあって
もよい。そうしておくことにより第１レンズ群、第２レ
ンズ群において軸外光の通る位置が光軸からさほど離れ
ず倍率色収差の発生にも有効である。更に第１レンズ群
の有効径も小さくでき小型で簡易な構成のズームレンズ
を達成できる。
【００５３】尚、正レンズのうちの小さなアッベ数を持
つ正レンズとは、正レンズが１つのときは該正レンズを
引用例、正レンズが複数のときは最も小さいアッベ数を
持つ正レンズのことをいう。以下このような表現は全て
同じ意味で用いている。
つ正レンズとは、正レンズが１つのときは該正レンズを
引用例、正レンズが複数のときは最も小さいアッベ数を
持つ正レンズのことをいう。以下このような表現は全て
同じ意味で用いている。
【００５４】（イ−５）前記第３レンズ群は１以上の負
レンズを有し、該負レンズのうち最も小さいアッベ数を
持つ負レンズの材質のアッベ数をν３ｎとしたとき ν３ｎ＞３５ ・・・（５） を満足することを特徴とすることである。
レンズを有し、該負レンズのうち最も小さいアッベ数を
持つ負レンズの材質のアッベ数をν３ｎとしたとき ν３ｎ＞３５ ・・・（５） を満足することを特徴とすることである。
【００５５】条件式（５）は色収差（軸上色収差、倍率
色収差）の変動を抑えるための条件であり、絞りからパ
ネル側へのもう一つの変倍群である第４レンズ群の色収
差の発生を良好に補正するための条件である。
色収差）の変動を抑えるための条件であり、絞りからパ
ネル側へのもう一つの変倍群である第４レンズ群の色収
差の発生を良好に補正するための条件である。
【００５６】（イ−６）バックフォーカスをｂｆ、全系
の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき ０．９＜ｂｆ／ｆｗ ・・・（６） を満足することを特徴とすることである。
の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき ０．９＜ｂｆ／ｆｗ ・・・（６） を満足することを特徴とすることである。
【００５７】また、カラー液晶プロジェクションＴＶ用
の投射レンズとして用いるレンズ系には、ダイクロイッ
クミラー等を配置する必要上から長いバックフォーカス
が必要であるが、本発明では非常に短い投射距離を達成
する為に投射レンズ全系の屈折力を強くしている。条件
式（６）はこの両方の条件を達成するためのものであ
る。
の投射レンズとして用いるレンズ系には、ダイクロイッ
クミラー等を配置する必要上から長いバックフォーカス
が必要であるが、本発明では非常に短い投射距離を達成
する為に投射レンズ全系の屈折力を強くしている。条件
式（６）はこの両方の条件を達成するためのものであ
る。
【００５８】（イ−７）前記第５レンズ群は１以上の正
レンズを有し、該正レンズのうちの１つの材質のアッベ
数をν５ｐとしたとき ν５ｐ＞３０ ・・・（７） 表示パネルに最も近く、軸外光束が第１レンズ群のほか
で最もレンズの外側を通る第５レンズ群において、波長
によってテレセントリックな関係が壊れてはいけない。
条件式（７）はそのためには第５レンズ群を構成する正
レンズの材質のアッベ数を適切に設定するためのもので
ある。特に第５レンズ群が１枚で構成されるときは更に
以下の範囲に入っていた方が好ましい。
レンズを有し、該正レンズのうちの１つの材質のアッベ
数をν５ｐとしたとき ν５ｐ＞３０ ・・・（７） 表示パネルに最も近く、軸外光束が第１レンズ群のほか
で最もレンズの外側を通る第５レンズ群において、波長
によってテレセントリックな関係が壊れてはいけない。
条件式（７）はそのためには第５レンズ群を構成する正
レンズの材質のアッベ数を適切に設定するためのもので
ある。特に第５レンズ群が１枚で構成されるときは更に
以下の範囲に入っていた方が好ましい。
【００５９】ν５ｐ＞３５ ・・・（７ａ） （イ−８）前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全系の
広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとしたとき １．１＜｜ｆｌ／ｆ２｜＜２．３ ・・・（８）
広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとしたとき １．１＜｜ｆｌ／ｆ２｜＜２．３ ・・・（８）
【００６０】
【数５】
【００６１】を満足することを特徴とすることである。
【００６２】条件式（８）、（９）は主変倍群である第
２レンズ群と第１レンズ群の関係を適切に規定したもの
である。条件式（８）の下限を逸脱すると第１レンズ群
で決まる前玉径が大きくなり、また広角端での歪曲収差
が大きくなり適当でない。また上限値を逸脱すると所望
の変倍比を得るために第２レンズ群の移動量を大きくす
る必要があり全系が大型化し適当でない。
２レンズ群と第１レンズ群の関係を適切に規定したもの
である。条件式（８）の下限を逸脱すると第１レンズ群
で決まる前玉径が大きくなり、また広角端での歪曲収差
が大きくなり適当でない。また上限値を逸脱すると所望
の変倍比を得るために第２レンズ群の移動量を大きくす
る必要があり全系が大型化し適当でない。
【００６３】条件式（９）は主変倍群のパワーを適切に
するもので下限を超えると像面が補正過剰となり適当で
ない。また上限を超えると所望の変倍比を得るために第
２レンズ群の移動量を大きくする必要があり全系が大型
化し適当でない。
するもので下限を超えると像面が補正過剰となり適当で
ない。また上限を超えると所望の変倍比を得るために第
２レンズ群の移動量を大きくする必要があり全系が大型
化し適当でない。
【００６４】条件式（９）は主変倍群のパワーを適切に
するもので下限を超えると像面が補正過剰となり適当で
ない。また上限を超えると所望の変倍比を得るために第
２レンズ群の移動量を大きくする必要があり全系が大型
化し適当でない。
するもので下限を超えると像面が補正過剰となり適当で
ない。また上限を超えると所望の変倍比を得るために第
２レンズ群の移動量を大きくする必要があり全系が大型
化し適当でない。
【００６５】（イ−９）前記第ｉレンズ群の焦点距離を
ｆｉ、全系の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき １＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（１０） を満足することを特徴とすることである。
ｆｉ、全系の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき １＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（１０） を満足することを特徴とすることである。
【００６６】条件式（１０）は主に歪曲を適正に補正す
るためのものである。条件式（１０）の上限を逸脱する
と広角端の歪曲が、下限値を超えると望遠端の歪曲を適
正に補正するのが難しくなる。 （イ−１０）前記第２レンズ群の広角端と望遠端の結像
倍率をβ２ｗ、β２ｔ、変倍に伴う第２レンズ群と第４
レンズ群の移動量を各々Ｍ２，Ｍ４、全系の広角端と望
遠端の焦点距離をｆｗ，ｆｔとし Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ とおいたとき ０．８＜Ｚ２／Ｚ＜１．１ ・・・（１１） １．０＜｜Ｍ２／Ｍ４｜＜１１．０・・・（１２） ０．４＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．３・・・（１３） を満足することを特徴とすることである。ここで第２共
役点側への移動を正とし、その逆を負としている。
るためのものである。条件式（１０）の上限を逸脱する
と広角端の歪曲が、下限値を超えると望遠端の歪曲を適
正に補正するのが難しくなる。 （イ−１０）前記第２レンズ群の広角端と望遠端の結像
倍率をβ２ｗ、β２ｔ、変倍に伴う第２レンズ群と第４
レンズ群の移動量を各々Ｍ２，Ｍ４、全系の広角端と望
遠端の焦点距離をｆｗ，ｆｔとし Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ とおいたとき ０．８＜Ｚ２／Ｚ＜１．１ ・・・（１１） １．０＜｜Ｍ２／Ｍ４｜＜１１．０・・・（１２） ０．４＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．３・・・（１３） を満足することを特徴とすることである。ここで第２共
役点側への移動を正とし、その逆を負としている。
【００６７】条件式（１１）は変倍群となる第２レンズ
群と第４レンズ群での変倍の比を適切に規定するもので
ある。第３レンズ群は変倍に際し減倍するためこの範囲
にあるのが好ましい。この範囲を逸脱すると所望の変倍
比を有するレンズ系が大型化してしまう。
群と第４レンズ群での変倍の比を適切に規定するもので
ある。第３レンズ群は変倍に際し減倍するためこの範囲
にあるのが好ましい。この範囲を逸脱すると所望の変倍
比を有するレンズ系が大型化してしまう。
【００６８】条件式（１２）、（１３）はレンズ全体の
長さと各変倍群の移動量を適切にするものである。特に
第２レンズ群と第４レンズ群とでは第４レンズ群の方が
パワーが弱くなりがちであるので適切な変倍分担をする
にはこの範囲が好ましい。特に第２レンズ群の移動量が
第４レンズ群の移動量を超えていることが更に好まし
い。 （イ−１１）前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉとした
とき −０．９＜ｆ２／ｆ４＜−０．０１・・・（１４） を満足することを特徴とすることである。
長さと各変倍群の移動量を適切にするものである。特に
第２レンズ群と第４レンズ群とでは第４レンズ群の方が
パワーが弱くなりがちであるので適切な変倍分担をする
にはこの範囲が好ましい。特に第２レンズ群の移動量が
第４レンズ群の移動量を超えていることが更に好まし
い。 （イ−１１）前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉとした
とき −０．９＜ｆ２／ｆ４＜−０．０１・・・（１４） を満足することを特徴とすることである。
【００６９】条件式（１４）は第２レンズ群と第４レン
ズ群とでは第４レンズ群との屈折力を適切に設定するた
めのものである。
ズ群とでは第４レンズ群との屈折力を適切に設定するた
めのものである。
【００７０】特に条件式（１４）は主変倍群のパワー配
置と変倍を適切にしながらペッツバール和を適当に設定
するのに有用な式である。 （イ−１２）バックフォーカスをｂｆ、前記第ｉレンズ
群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．３＜ｂｆ／ｆ５＜２．５・・・（１５） ０．９＜ｌｆｌｌ／ｂｆ＜１．６・・・（１６） を満足することを特徴とすることである。
置と変倍を適切にしながらペッツバール和を適当に設定
するのに有用な式である。 （イ−１２）バックフォーカスをｂｆ、前記第ｉレンズ
群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．３＜ｂｆ／ｆ５＜２．５・・・（１５） ０．９＜ｌｆｌｌ／ｂｆ＜１．６・・・（１６） を満足することを特徴とすることである。
【００７１】条件式（１５）、（１６）は主に全系の射
出瞳と、歪曲を適当に設定する為のものである。
出瞳と、歪曲を適当に設定する為のものである。
【００７２】ここでバックフォーカスｂｆは第５レンズ
群から表示体までの距離でありダイクロブリズム等を除
いた空気換算長のことである。条件式（１５）は全系を
適切にテレセントリックにするために必用な式である。
群から表示体までの距離でありダイクロブリズム等を除
いた空気換算長のことである。条件式（１５）は全系を
適切にテレセントリックにするために必用な式である。
【００７３】表示体パネルから垂直に出た光束が第５レ
ンズ群に入り屈折されて効率よく瞳（絞り）に到達し更
に前玉（第１レンズ群）近傍の有効径を適切にするのに
必要な条件である。
ンズ群に入り屈折されて効率よく瞳（絞り）に到達し更
に前玉（第１レンズ群）近傍の有効径を適切にするのに
必要な条件である。
【００７４】上限を超えると大型化し、下限を超えると
歪曲が発生する。条件式（１６）も歪曲を適切にとりな
がら射出瞳を長くしテレセントリックにするための条件
である。上限を超えると第１レンズ群の径が大型化し、
下限を超えると特に広角端での歪曲が大きくなり適当で
ない。 （イ−１３）前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全系
の広角端の焦点距離をｆｗとするとき ０．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．５・・・（１７）を満足する
ことを特徴とすることである。
歪曲が発生する。条件式（１６）も歪曲を適切にとりな
がら射出瞳を長くしテレセントリックにするための条件
である。上限を超えると第１レンズ群の径が大型化し、
下限を超えると特に広角端での歪曲が大きくなり適当で
ない。 （イ−１３）前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全系
の広角端の焦点距離をｆｗとするとき ０．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．５・・・（１７）を満足する
ことを特徴とすることである。
【００７５】条件式（１７）は主にズームレンズ系全体
を最適にテレセントリック系にしつつ、ズームレンズか
らパネルまでの距離を最適にするためのものである。
を最適にテレセントリック系にしつつ、ズームレンズか
らパネルまでの距離を最適にするためのものである。
【００７６】条件式（１７）の下限を超えると最適なテ
レセントリック性を満足できず、上限を超えると大型化
して適当でない。
レセントリック性を満足できず、上限を超えると大型化
して適当でない。
【００７７】前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全系
の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとしたと
き
の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとしたと
き
【００７８】
【数６】
【００７９】を満足することを特徴とすることである。
【００８０】条件式（１８）〜（２１）は主に各レンズ
群のパワー（屈折力）配置を適切にしつつ各群の移動量
を適切にして、小型化をする為のものである。
群のパワー（屈折力）配置を適切にしつつ各群の移動量
を適切にして、小型化をする為のものである。
【００８１】条件式（１８）は歪曲収差を第１群におい
て十分に押さえておくと共に、バックフォーカスを十分
に確保する為のものである。
て十分に押さえておくと共に、バックフォーカスを十分
に確保する為のものである。
【００８２】上限値を超えるとフォーカシングのための
移動量が大きくなり全長が長大化し、かつバックフォー
カスが短くなり好ましくない。逆に、下限値を超えると
フォーカシングのための移動量は少なくなるものの、歪
曲収差の補正が困難になると同時にペッツバール和が負
に大きくなり像面が倒れてくるので好ましくない。
移動量が大きくなり全長が長大化し、かつバックフォー
カスが短くなり好ましくない。逆に、下限値を超えると
フォーカシングのための移動量は少なくなるものの、歪
曲収差の補正が困難になると同時にペッツバール和が負
に大きくなり像面が倒れてくるので好ましくない。
【００８３】条件式（１９）はズーミング中固定の第３
レンズ群を第４レンズ群に対し適切に変倍に寄与させ、
第３レンズ群が簡易な構成の固定で維持できるための条
件である。
レンズ群を第４レンズ群に対し適切に変倍に寄与させ、
第３レンズ群が簡易な構成の固定で維持できるための条
件である。
【００８４】条件式（２０）は変倍に寄与するレンズ群
の適切なパワー配置を示したものである。それぞれの上
限値を超えると所望のズーム比を得るための移動量が大
きくなり、レンズ系全体が大型化し適切でない。また下
限値を超えると各群の移動量は小さくなるが、ズーミン
グに伴なう収差変動、特に像面湾曲の変動が大きくなり
適当でない。
の適切なパワー配置を示したものである。それぞれの上
限値を超えると所望のズーム比を得るための移動量が大
きくなり、レンズ系全体が大型化し適切でない。また下
限値を超えると各群の移動量は小さくなるが、ズーミン
グに伴なう収差変動、特に像面湾曲の変動が大きくなり
適当でない。
【００８５】条件式（２１）は条件式（１５）とともに
射出瞳を長くしてテレセントリックにするために必要な
条件である。下限値を超えると、テレセントリックに構
成しても第５群にて歪曲収差が発生して適当でない。ま
た上限値を超えると全系の大きさが大型化し適当でな
い。 （イ−１５） 簡易な構成で小型化を図りつつ、効果的
に変倍させ、その変倍群の動き量も小さくして、更に色
収差の発生・変動を小さくするためには、広角端のズー
ム位置に対し、望遠端のズーム位置には、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群の間隔は増大し、前記第４レン
ズと前記第５レンズ群の間隔は増大するように各レンズ
群を移動させるのが良い。
射出瞳を長くしてテレセントリックにするために必要な
条件である。下限値を超えると、テレセントリックに構
成しても第５群にて歪曲収差が発生して適当でない。ま
た上限値を超えると全系の大きさが大型化し適当でな
い。 （イ−１５） 簡易な構成で小型化を図りつつ、効果的
に変倍させ、その変倍群の動き量も小さくして、更に色
収差の発生・変動を小さくするためには、広角端のズー
ム位置に対し、望遠端のズーム位置には、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群の間隔は増大し、前記第４レン
ズと前記第５レンズ群の間隔は増大するように各レンズ
群を移動させるのが良い。
【００８６】ここで第２レンズ群は主変倍レンズ群であ
り、このレンズ群が移動することにより変倍し、第４レ
ンズ群がそれに伴って移動することによりズーミングに
より移動する結像位置の変動を補正する。
り、このレンズ群が移動することにより変倍し、第４レ
ンズ群がそれに伴って移動することによりズーミングに
より移動する結像位置の変動を補正する。
【００８７】また第２レンズ群と第４レンズ群をズーミ
ングに際しスクリーン側に別な速度で移動し、第３レン
ズ群をズーミングにより移動する結像位置の変動を補正
するように移動させてもよい。ズーミングに際して第３
レンズ群は固定であった第２レンズ群、第４レンズ群の
みで変倍させても良い。 （イ−１６）主変倍群である上記第２レンズ群は少なく
とも、１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、第
３レンズ群を固定したときは少なくとも１枚の負レンズ
で構成されることが簡易な構成を達成するのに好まし
い。 （イ−１７）第５レンズ群は、表示体であるパネルに最
も近く、比較的強い正の屈折力を与えることにより、テ
レセントリックな系を実現している。さらにスクリーン
側に凸面を向けた正レンズ１枚で第５レンズ群を構成
し、軸外像面湾曲の補正と構成の簡易化の両立を達成す
ることが望ましい。 （イ−１８）第２レンズ群と前記第４レンズ群を同一方
向に移動して変倍することが良い。これによれば各群の
移動量及び移動スペースを減らしつつも、高変倍率なズ
ームレンズを達成することができ、全長を短縮すると共
に、全長がズーミングで変動しないまた入射瞳位置から
前玉までの距離を短くし、軸外斜光束で決まる前玉径の
小型化を可能とすることができる。 （イ−１９）第１レンズ群は、負の屈折力を有し、色合
成素子のスペースのために、長いバックフォーカスを確
保している。特にバックフォーカスを長くするために、
第１レンズ群にスクリーン側に凸面を有するメニスカス
状の負レンズを配置するのが良い。さらに各群の屈折力
を適切に配置し、前記第１レンズ群をズーミング中、固
定とすることで、記軸外斜光束の位置の変動をへらし、
構成の簡易化と共に全長一定なレンズ系が達成できる。
また広角端での歪曲の低減のために第１レンズ群の最も
物体側には凸レンズを配置するのが良い。これによれば
最も軸外光束を通る位置での歪曲補正を良好に補正でき
る。特にこの凸レンズはスクリーン側に凸面を有する正
レンズであるのが好ましい。
ングに際しスクリーン側に別な速度で移動し、第３レン
ズ群をズーミングにより移動する結像位置の変動を補正
するように移動させてもよい。ズーミングに際して第３
レンズ群は固定であった第２レンズ群、第４レンズ群の
みで変倍させても良い。 （イ−１６）主変倍群である上記第２レンズ群は少なく
とも、１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、第
３レンズ群を固定したときは少なくとも１枚の負レンズ
で構成されることが簡易な構成を達成するのに好まし
い。 （イ−１７）第５レンズ群は、表示体であるパネルに最
も近く、比較的強い正の屈折力を与えることにより、テ
レセントリックな系を実現している。さらにスクリーン
側に凸面を向けた正レンズ１枚で第５レンズ群を構成
し、軸外像面湾曲の補正と構成の簡易化の両立を達成す
ることが望ましい。 （イ−１８）第２レンズ群と前記第４レンズ群を同一方
向に移動して変倍することが良い。これによれば各群の
移動量及び移動スペースを減らしつつも、高変倍率なズ
ームレンズを達成することができ、全長を短縮すると共
に、全長がズーミングで変動しないまた入射瞳位置から
前玉までの距離を短くし、軸外斜光束で決まる前玉径の
小型化を可能とすることができる。 （イ−１９）第１レンズ群は、負の屈折力を有し、色合
成素子のスペースのために、長いバックフォーカスを確
保している。特にバックフォーカスを長くするために、
第１レンズ群にスクリーン側に凸面を有するメニスカス
状の負レンズを配置するのが良い。さらに各群の屈折力
を適切に配置し、前記第１レンズ群をズーミング中、固
定とすることで、記軸外斜光束の位置の変動をへらし、
構成の簡易化と共に全長一定なレンズ系が達成できる。
また広角端での歪曲の低減のために第１レンズ群の最も
物体側には凸レンズを配置するのが良い。これによれば
最も軸外光束を通る位置での歪曲補正を良好に補正でき
る。特にこの凸レンズはスクリーン側に凸面を有する正
レンズであるのが好ましい。
【００８８】図１の数値実施例１では広角端から望遠端
へのズーミングで、第１レンズ群と第５レンズ群が固定
で第２レンズ群と第４レンズ群がスクリーン側へ移動す
るとともに第３レンズ群はズーム中間で変曲点をもって
スクリーン側へ凸の軌跡で移動するものである。第３レ
ンズ群は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリーン
の反対側）に動いている。この際第２レンズ群、第４レ
ンズ群は増倍し第３レンズ群は、ズーム域全体では滅倍
している。第４レンズ群のもっとも物体側の凸レンズに
は、商品名ＦＳＬ５（(株）ＯＨＡＲＡ製）を使用して
いる。
へのズーミングで、第１レンズ群と第５レンズ群が固定
で第２レンズ群と第４レンズ群がスクリーン側へ移動す
るとともに第３レンズ群はズーム中間で変曲点をもって
スクリーン側へ凸の軌跡で移動するものである。第３レ
ンズ群は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリーン
の反対側）に動いている。この際第２レンズ群、第４レ
ンズ群は増倍し第３レンズ群は、ズーム域全体では滅倍
している。第４レンズ群のもっとも物体側の凸レンズに
は、商品名ＦＳＬ５（(株）ＯＨＡＲＡ製）を使用して
いる。
【００８９】図４の数値実施例２では広角端から望遠端
へのズーミングで、第１レンズ群と第５レンズ群がズー
ミング中固定で第２レンズ群がスクリーン側へ移動す
る。第３レンズ群はズーム中間で変曲点を持ってスクリ
ーン側へ凸の軌跡で移動するものである。第３レンズ群
は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリーンの反対
側）に動いている。第４レンズ群はズーム中間で変曲点
をもってパネル側へと角軌跡で移動するものである。第
４レンズ群は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリ
ーンの反対側）に動いている。この際第２レンズ群、第
３レンズ群は増倍するが、第４レンズ群はわずかに減倍
している。第４レンズ群の最も物体側の凸レンズには、
ＦＰＬ５１（ＯＨＡＲＡ製）を使用している。第１レン
ズ群のメニスカス凹レンズの像面側の面に非球面を配し
ている。
へのズーミングで、第１レンズ群と第５レンズ群がズー
ミング中固定で第２レンズ群がスクリーン側へ移動す
る。第３レンズ群はズーム中間で変曲点を持ってスクリ
ーン側へ凸の軌跡で移動するものである。第３レンズ群
は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリーンの反対
側）に動いている。第４レンズ群はズーム中間で変曲点
をもってパネル側へと角軌跡で移動するものである。第
４レンズ群は広角端より望遠端で表示パネル側（スクリ
ーンの反対側）に動いている。この際第２レンズ群、第
３レンズ群は増倍するが、第４レンズ群はわずかに減倍
している。第４レンズ群の最も物体側の凸レンズには、
ＦＰＬ５１（ＯＨＡＲＡ製）を使用している。第１レン
ズ群のメニスカス凹レンズの像面側の面に非球面を配し
ている。
【００９０】図７の数値実施例３では広角端から望遠端
へのズーミングで、第１レンズ群と第３レンズ群と第５
レンズ群がズーミング中固定で第２レンズ群がスクリー
ン側へ移動する。第４レンズ群は広角端より望遠端で表
示パネル側（スクリーンの反対側）に動いている。この
際第２レンズ群は増倍するが、第４レンズはわずかに減
倍している。
へのズーミングで、第１レンズ群と第３レンズ群と第５
レンズ群がズーミング中固定で第２レンズ群がスクリー
ン側へ移動する。第４レンズ群は広角端より望遠端で表
示パネル側（スクリーンの反対側）に動いている。この
際第２レンズ群は増倍するが、第４レンズはわずかに減
倍している。
【００９１】以下に、本発明の数値実施例を記載する。
【００９２】数値実施例においてＲｉはスクリーン側よ
り順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉはスクリーン側よ
り順に第ｉ番目の光学部材厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉ
はそれぞれスクリーン側より順に第ｉ番目の光学部材の
材質の屈折力とアッベ数である。非球面形状は、光軸方
向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正と
し、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をＫ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅとしたとき、
り順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉはスクリーン側よ
り順に第ｉ番目の光学部材厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉ
はそれぞれスクリーン側より順に第ｉ番目の光学部材の
材質の屈折力とアッベ数である。非球面形状は、光軸方
向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正と
し、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をＫ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅとしたとき、
【００９３】
【数７】
【００９４】なる式で表している。また例えば「ｅ−
Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
【００９５】数値実施例１では最終の４つの面、数値実
施例２では最終の１２の面、数値実施例３では最終の２
つの面はガラスブロックである。
施例２では最終の１２の面、数値実施例３では最終の２
つの面はガラスブロックである。
【００９６】前述の各条件式と数値実施例における諸数
値との関係を表−１に示す。
値との関係を表−１に示す。
【００９７】
【外１】
【００９８】
【外２】
【００９９】
【外３】
【０１００】
【表１】
【０１０１】
【発明の効果】本発明によれば小型で簡易な構成であり
ながら、十分に倍率色収差を補正した、プロジェクショ
ン装置に好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置
を達成することができる。
ながら、十分に倍率色収差を補正した、プロジェクショ
ン装置に好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置
を達成することができる。
【０１０２】この他本発明によれば全体として５つのレ
ンズ群より成り、またレンズ型としてネガティブリード
型を採用し、各レンズ群を適切に構成することにより、
レンズ系全体の小型化を図りつつ、変倍範囲全体にわた
りテレセントリック条件を良好に維持し、画面全体にわ
たり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に
好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置を達成す
ることができる。
ンズ群より成り、またレンズ型としてネガティブリード
型を採用し、各レンズ群を適切に構成することにより、
レンズ系全体の小型化を図りつつ、変倍範囲全体にわた
りテレセントリック条件を良好に維持し、画面全体にわ
たり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に
好適なズームレンズ及びそれを用いた投影装置を達成す
ることができる。
【図１】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例１の広角端のレンズ断面図
ズームレンズの数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図２】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例１の広角端の収差図
ズームレンズの数値実施例１の広角端の収差図
【図３】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例１の望遠端の収差図
ズームレンズの数値実施例１の望遠端の収差図
【図４】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例２の広角端のレンズ断面図
ズームレンズの数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図５】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例２の広角端の収差図
ズームレンズの数値実施例２の広角端の収差図
【図６】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例２の望遠端の収差図
ズームレンズの数値実施例２の望遠端の収差図
【図７】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例３の広角端のレンズ断面図
ズームレンズの数値実施例３の広角端のレンズ断面図
【図８】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例３の広角端の収差図
ズームレンズの数値実施例３の広角端の収差図
【図９】 本発明のズームレンズを用いた投影装置の該
ズームレンズの数値実施例３の望遠端の収差図
ズームレンズの数値実施例３の望遠端の収差図
Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 ＳＰ 絞り ＧＢ ガラスブロック ＬＣＤ 画像表示素子 Ｓ スクリーン ＰＬ ズームレンズ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA06 KA07 NA02 PA10 PA19 PA20 PB12 PB13 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA34 QA41 QA45 RA05 RA12 RA41 RA42 SA44 SA46 SA50 SA53 SA55 SA63 SA64 SA65 SA72 SA74 SA76 SB04 SB05 SB06 SB14 SB15 SB22 SB23 SB32 SB33 SB34 SB42 SB43 SB45
Claims (16)
- 【請求項１】 距離が長い方の共役点を第１共役点とし
たとき、該第１共役点側から順に、負の屈折力の第１レ
ンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３
レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第
５レンズ群を有し、広角端のズーム位置から望遠端のズ
ーム位置への変倍に際して、２以上のレンズ群を動か
し、該第１レンズ群と第５レンズ群は、変倍中固定であ
り、距離が短い方の共役点を第２共役点としたとき、第
２共役点側のレンズ面から射出瞳位置までの距離のうち
変倍中、絶対値で最も短いと距離をｔｋ、全系の広角端
の焦点距離をｆｗとしたとき、 ｜ｔｋ｜／ｆｗ＞１．５ を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項２】前記第１レンズ群は１以上の正レンズと１
以上の負レンズを有することを特徴とする請求項１のズ
ームレンズ。 - 【請求項３】前記第４群は第１共役点側から順に負レン
ズと１以上の正レンズを有し、該正レンズの材質のアッ
ベ数をν４ｐとするとき ν４ｐ＞６０ を満足することを特徴とする請求項２のズームレンズ。 - 【請求項４】 広角端における前記第３レンズ群と前記
第４レンズ群の合成屈折力をφ３４ｗ、広角端における
全系の屈折力をφｗとしたとき ０＜φ３４ｗ／φｗ＜１．５ を満足することを特徴とする請求項３のズームレンズ。 - 【請求項５】 前記第２レンズ群は、１以上の正レンズ
と１以上の負レンズで構成され、該正レンズのうち小さ
なアッベ数を持つ正レンズの材質のアッベ数をν２ｐ、
負レンズのうち大きなアッベ数を持つ負レンズの材質の
アッベ数をν２ｎ、としたとき ν２ｐ−ν２ｎ＞８ を満足することを特徴とする請求項４のズームレンズ。 - 【請求項６】 前記第３レンズ群は１以上の負レンズを
有し、該負レンズのうち最も小さいアッベ数を持つ負レ
ンズの材質のアッベ数をν３ｎとしたとき ν３ｎ＞３５ を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか
１項のズームレンズ。 - 【請求項７】 バックフォーカスをｂｆ、全系の広角端
の焦点距離をｆｗとしたとき ０．９＜ｂｆ／ｆｗ を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか
１項のズームレンズ。 - 【請求項８】 前記第５レンズ群は１以上の正レンズを
有し、該正レンズのうちの１つの材質のアッベ数をν５
ｐとしたときν５ｐ＞３０を満足することを特徴とする
請求項１から７のいずれか１項のズームレンズ。 - 【請求項９】 前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとした
とき １．１＜｜ｆｌ／ｆ２｜＜２．３ 【数１】 を満足することを特徴とする１から８のいずれか１項の
ズームレンズ。 - 【請求項１０】 前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をｆｗとしたとき １＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ を満足することを特徴とする１から９のいずれか１項の
ズームレンズ。 - 【請求項１１】 前記第２レンズ群の広角端と望遠端の
結像倍率をβ２ｗ、β２ｔ、変倍に伴う第２レンズ群と
第４レンズ群の移動量を各々Ｍ２，Ｍ４、全系の広角端
と望遠端の焦点距離をｆｗ，ｆｔとし Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ Ｚ＝ｆｔ／ｆｗ とおいたとき ０．８＜Ｚ２／Ｚ＜１．１ １．０＜｜Ｍ２／Ｍ４｜＜１１．０ ０．４＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．３ を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれ
か１項のズームレンズ。 - 【請求項１２】 前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉと
したとき −０．９＜ｆ２／ｆ４＜−０．０１ を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれ
か１項のズームレンズ。 - 【請求項１３】 バックフォーカスをｂｆ、前記第ｉレ
ンズ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．３＜ｂｆ／ｆ５＜２．５ ０．９＜ｌｆｌｌ／ｂｆ＜１．６ を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれ
か１項のズームレンズ。 - 【請求項１４】 前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をｆｗとするとき ０．５＜ｆ５／ｆｗ＜３．５ を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれ
か１項のズームレンズ。 - 【請求項１５】 前記第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとし
たとき 【数２】 を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれ
か１項のズームレンズ。 - 【請求項１６】 請求項１から１５のいずれか１項のズ
ームレンズを用いて投影像原画をスクリーン面上に投影
していることを特徴とする投影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150451A JP4579375B2 (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | ズームレンズ及びそれを用いた投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150451A JP4579375B2 (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | ズームレンズ及びそれを用いた投影装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001330775A true JP2001330775A (ja) | 2001-11-30 |
| JP2001330775A5 JP2001330775A5 (ja) | 2010-07-08 |
| JP4579375B2 JP4579375B2 (ja) | 2010-11-10 |
Family
ID=18656165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000150451A Expired - Fee Related JP4579375B2 (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | ズームレンズ及びそれを用いた投影装置 |
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| JP (1) | JP4579375B2 (ja) |
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| JP2004310083A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-11-04 | Fuji Photo Optical Co Ltd | ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置 |
| CN1306306C (zh) * | 2003-02-10 | 2007-03-21 | 精工爱普生株式会社 | 投影变焦透镜及配备所述透镜的光学投影机 |
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| JP2019120823A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置、撮像システム |
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-
2000
- 2000-05-22 JP JP2000150451A patent/JP4579375B2/ja not_active Expired - Fee Related
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